JP2002001632A - 自動旋盤の制御装置 - Google Patents

自動旋盤の制御装置

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JP2002001632A JP2000181978A JP2000181978A JP2002001632A JP 2002001632 A JP2002001632 A JP 2002001632A JP 2000181978 A JP2000181978 A JP 2000181978A JP 2000181978 A JP2000181978 A JP 2000181978A JP 2002001632 A JP2002001632 A JP 2002001632A
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    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B1/00Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加工物の加工時間を増やすことなく、被加
工物の工精度の低下を抑制することが可能な自動旋盤の
制御装置を提供すること。 【解決手段】 自動旋盤の制御装置1は数値制御部NC
1を含み、入力装置11、読み込み部12、加工プログ
ラム記憶部14を有する。この加工プログラム記憶部1
4から、加工プログラムに記載されていた工具の位置デ
ータや、被加工物の回転データ、移動データなどの各種
データが編集部21に送出される。編集部21では、こ
れらの各種データを移動データ編集部22によって編集
し直し、記憶する。移動データ編集部22では、後に実
施される加工工程にて選択される工具が、対応する加工
動作開始位置に加工プログラムによって予め指令された
加工動作タイミングにて到達すると共に、加工プログラ
ムによって予め指令された速度よりも遅くされた所定の
速度で到達するように、工具の移動開始タイミングを求
める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工プログラムに
基づいて、複数の工具の中から1つの工具を順次選択し
て被加工物を所望の形状に加工するための自動旋盤の制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図13〜図14を参照して、従来の自動
旋盤、たとえばスイス型自動旋盤の構成について説明す
る。図13は、一般的な自動旋盤の一部を示す概念図で
あり、図14は、図13に示された自動旋盤の一部を被
加工物の回転中心軸方向から見たときの概念図である。
【0003】自動旋盤Lにおいて、被加工物100は、
回転中心軸Jを中心に矢印A方向に回転駆動され、矢印
B方向に移動可能となっている。被加工物100の外径
dに対して若干大きい領域を加工領域Dと定め、この加
工領域D内で、工具は、所定の加工速度で移動して被加
工物100を加工するように設定されている。複数の工
具が、回転中心軸Jに対して垂直に配置されており、た
とえば工具101,102は、図13中に実線で示され
た退避位置から、加工指令にしたがって、それぞれ矢印
E,F方向に移動するように設定されている。
【0004】工具101,102は、加工領域Dに達す
るまで(図13において、実線で示された位置から二点
鎖線で示された位置に達するまで)は、被加工物100
の加工に無関係であることから、早送りされる。この早
送り速度は、工具101,102それぞれに対して、予
め加工プログラムにて設定されている。加工プログラム
には、早送りの開始タイミングも設定されている。ま
た、図14に示されるように、工具103が、工具10
1に近接して配置されており、この工具103も、工具
101,102と同様に、退避位置から、加工指令にし
たがって移動するように設定されており、加工領域Dに
達するまでは、早送りされる。
【0005】工具101は、図14に示されるように、
工具ホルダー104によって保持されている。同様に、
工具102は工具ホルダー105によって保持され、工
具103は工具ホルダー106によって保持されてい
る。各工具ホルダー104,105,106は、各工具
101,102,103と共に移動する。
【0006】次に、図15に基づいて、従来の自動旋盤
の制御装置について説明する。図15は、従来の自動旋
盤の制御装置の構成を示すブロック図である。
【0007】自動旋盤Lの制御装置110は、数値制御
部NCを含んでおり、所定の言語で表現される加工プロ
グラムを入力する入力装置111、入力装置111から
加工プログラムを読み込んで数値化する読み込み部11
2、加工プログラムを数値化された状態、及び実行順に
タイミングテーブル状に記憶しておくための加工プログ
ラム記憶部114を有する。
【0008】ここで、加工プログラム記憶部114にお
けるタイミングテーブル状の記憶形態の一例を図16に
基づいて説明する。加工プログラム記憶部114におい
ては、工具101に関して、時間で示されるタイミング
0の時点で退避位置P0にあり、タイミングt1の時点
で加工動作開始位置P1にあり、タイミングT1の時点ま
で加工動作開始位置P1に維持され、タイミングT2の時
点で加工領域D内の位置P2にあることが記憶されてい
る。
【0009】読み込み部112には、干渉判定部113
が接続されており、この干渉判定部113は、入力され
た加工プログラムが適性か否かを判断し、更に、加工プ
ログラムにしたがって加工を進めても自動旋盤の機構の
各可動部に干渉が生じないか否を判定する。干渉判定部
113における判定結果は、入力装置111にフィード
バックされる。なお、加工プログラム記憶部114に
は、干渉判定部113による干渉判定がなされ、干渉が
生じないと判断された加工プログラムに関するデータが
記憶される。
【0010】加工プログラム記憶部114からは、記憶
されている加工プログラムに記載されていた工具10
1,102,103の位置データや、被加工物100の
回転データ、移動データなどが、プログラムの進行順に
したがって指令発生部115に送出される。
【0011】指令発生部115は、受け入れた工具10
1,102,103の位置データや、被加工物100の
回転データ、移動データなどを、対象となるモータの制
御信号に変換する。また、指令発生部115は、実際の
駆動タイミングを指定する基準タイミング発生部116
からの基準タイミング信号を受け、基準タイミング信号
の進行に合わせて制御信号を制御回路117に送出す
る。制御信号は、たとえば、所定のモータの駆動パルス
信号などである。
【0012】制御回路117は、フィードバック信号を
主軸回転モータ119から受け取ると共に、入力された
駆動パルス信号などの制御信号に対するズレを補正する
ように働き、駆動回路118へ駆動信号を出力する。主
軸回転モータ119は被加工物100の回転駆動を行
う。なお、図示を省略しているが、被加工物100のB
方向への移動を行う主軸移動モータ120、工具101
の進退を制御する第1工具移動モータ121、工具10
2の進退を制御する第2工具移動モータ122、工具1
03の進退を制御する第3工具移動モータ123から各
種のフィードバック信号を出力させ、制御回路117、
あるいは、駆動回路118などへ入力させることは任意
に行うことができる。
【0013】駆動回路118は、主軸回転モータ11
9、主軸移動モータ120、第1工具移動モータ12
1、第2工具移動モータ122、第3工具移動モータ1
23への励磁電流を制御するなどして、実際に各モータ
119,120,121,122,123の駆動を行
う。
【0014】次に、図17〜図24に基づいて、上述し
たような構成の自動旋盤による、加工の工程を説明す
る。
【0015】まず、図17は、被加工物100から形成
品107を工具102で切り離している「突っ切り加工
工程」を示している。工具102は、2点鎖線に示す加
工動作開始位置から所定の加工速度で矢印F11方向に進
行する。工具101は、退避位置P0(図13又は図1
4参照)にある。そして、図18に示されるように、工
具102が矢印F12方向に進行し、形成品107の切り
離しが完成する。ここでも、工具101は、移動せず、
退避位置P0にある。
【0016】次に、図19は、次の加工工程を実施する
ための初期位置出しを行ったところを示している。工具
102は、矢印F13方向に進行して、加工領域Dの終了
端に位置する。次の加工工程に関わる工具101は、早
送り速度で矢印E11方向に進行して加工領域Dの開始端
1(図13又は図14参照)に位置する。被加工物1
00は、矢印B11方向に進行して加工領域Dの開始端に
位置する。このような初期位置出しの完了は、最も時間
のかかるものに合わせられ、速く到達したものは、到達
位置で待機することになる。
【0017】次に、図20は、工具101による「荒加
工工程」の開始直前状態を示している。工具101は、
矢印E12方向に進行して、実際の加工動作の開始直前位
置に達する。被加工物100は、矢印B12方向に進行し
て実際の加工動作の開始直前位置に達する。図21は、
工具101による「荒加工工程」の終了状態を示してい
る。被加工物100は、矢印B13方向に進行して実際の
加工動作の終了位置に達する。工具101は、矢印E13
方向に加工プログラムにしたがって時間経過と共に進行
する。
【0018】次に、図22は、次の工具103による
「仕上げ加工工程」を実施するための初期位置出しを行
ったところを示している。工具103は、早送り速度で
矢印G 11方向に進行して加工領域Dの開始端に達する。
被加工物100は、矢印B14方向に進行して加工領域D
の開始端に位置する。工具101は、矢印E14方向に、
加工領域D内では所定の切削速度で、加工領域Dを出た
ところでは早送り速度で戻る。
【0019】次に、図23は、工具103による「仕上
げ加工工程」の開始直前状態を示している。工具103
は、矢印G12方向に進行して、実際の加工動作の開始直
前位置に達する。被加工物100は、矢印B15方向に進
行して実際の加工動作の開始直前位置に達する。
【0020】最後に、図24は、工具103による「仕
上げ加工工程」の終了状態を示している。被加工物10
0は、矢印B16方向に進行して実際の加工動作の終了位
置に達する。工具103は、矢印G13方向に加工プログ
ラムにしたがって時間経過と共に進行する。工具102
は、加工領域Dの終了端に位置した状態(図19で示さ
れた状態)で、そのまま待機させられている。この後、
工具103は、工具101との干渉を避けるため、最も
退いた退避位置へ戻ると共に、図17で示された、工具
102による「突っ切り加工工程」に戻ることが可能と
なる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の一般的な自動旋盤の制御装置では、加工プログラムに
したがって、選択指令された工具を加工動作開始位置に
移動させ待機させて、加工の開始タイミングを待って加
工動作をさせる。工具の加工動作開始位置への移動は、
あらかじめ加工プログラムで指令される早送り速度で行
われる。これは、実際の加工に関与しない工具移動の時
間を短縮するために行われる。
【0022】しかしながら、このような方法では、工具
を移動させるボールスクリューなどの工具移動機構の早
送り動作で使用する部分と加工動作で使用する部分と
に、速度差に伴う摩耗量の違いが生じて、特に、早送り
動作部分では、摩耗が激しくなる。このため、工具移動
機構の稼働時間が長いほど、加工開始近傍では工具送り
にガタつきが生じやすい。早送り速度が大きい程、停止
時の残留振動も長く続きやすく、ガタつきがあると振動
はいっそう助長され、工具による被加工物の加工精度が
低下することになる。
【0023】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、被加工物の加工時間を増やすことなく、被加工物の
加工精度の低下を抑制することが可能な自動旋盤の制御
装置を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明に係る自動旋盤の
制御装置は、加工プログラムに基づいて、複数の工具の
中から1つの工具を順次選択して被加工物を所望の形状
に加工するための自動旋盤の制御装置であって、加工プ
ログラムを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された
加工プログラムに基づいて、工具の移動データを編集す
る編集手段と、編集手段によって編集された移動データ
に基づいて、工具の移動動作を制御する制御手段と、を
備え、加工プログラムは、少なくとも第1工具による第
1加工工程を指令するためのプログラムと、第1加工工
程に連続して実施される第2工具による第2加工工程を
指令するためのプログラムとを含んでおり、編集手段
は、第1加工工程の終了後に被加工物と第2工具とを第
2加工工程における夫々の加工動作開始位置に到達させ
るときに、少なくとも第2工具が、対応する加工動作開
始位置に加工プログラムによって予め指令された加工動
作タイミングにて到達すると共に、加工プログラムによ
って予め指令された速度よりも遅くされた所定の速度で
到達するように、第2工具の移動開始タイミングを求め
て、移動開始タイミングと所定の速度とを移動データと
して確定することを特徴としている。
【0025】本発明に係る自動旋盤の制御装置では、上
述した編集手段により、第1加工工程と第2加工工程と
の間において、選択された第2工具を加工動作開始位置
に移動、到達させる際に、第2工具の移動速度が加工プ
ログラムで予め指令された速度よりも遅くされた所定の
速度に変更されることになる。これにより、従来の技術
において第2工具の早送りにより生じていた、工具移動
機構の早送り動作で使用する部分での摩耗が低減され、
また、加工動作開始位置近傍での早送り動作から加工動
作に切り換わる際の第2工具の残留振動が低減され、加
工動作開始位置近傍での第2工具の動作が安定し、被加
工物の加工精度の低下を抑制することができる。なお、
編集手段では、少なくとも第2工具が、対応する加工動
作開始位置に加工プログラムによって予め指令された加
工動作タイミングにて到達すると共に、加工プログラム
によって予め指令された速度よりも遅くされた所定の速
度で到達するように、第2工具の移動開始タイミングを
求めるので、被加工物を所望の形状に加工するのに必要
とする加工時間の増加が抑制される。
【0026】また、編集手段にて確定される所定の速度
は、加工プログラムにより指令される第2加工工程にお
ける加工動作開始位置からの第2工具の加工用移動速度
であることが好ましい。このように、編集手段にて確定
される所定の速度が、加工プログラムにより指令される
第2加工工程における加工動作開始位置からの第2工具
の加工用移動速度であることにより、第2工具の加工動
作開始位置までの移動速度を簡易且つ容易に求めること
ができる。また、第2工具は加工用移動速度にて加工動
作開始位置に進入してそのまま第2加工工程を実施する
ので、第2工具の動作がより一層安定することになり、
加工精度を更に向上することができる。
【0027】また、編集手段は、第2工具を移動開始タ
イミングにて移動開始させてから対応する加工動作開始
位置に到達させるまでの間に、第2工具が被加工物及び
第1工具と干渉するか否かを判断し、干渉しないと判断
した場合には移動開始タイミングと所定の速度とを移動
データとして確定することが好ましい。このように、編
集手段が、第2工具を移動開始タイミングにて移動開始
させてから対応する加工動作開始位置に到達させるまで
の間に、第2工具が被加工物及び第1工具と干渉するか
否かを判断し、干渉しないと判断した場合には移動開始
タイミングと所定の速度とを移動データとして確定する
ことにより、第2工具が被加工物及び第1工具と干渉す
るのを確実に防ぐことができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による自動旋盤の制御装置の好適な実施形態について詳
細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素に
は同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
【0029】図1は、本発明の実施形態に係る自動旋盤
の制御装置の構成を示すブロック図である。なお、本実
施形態において用いる自動旋盤(たとえば、スイス型自
動旋盤)は、図13及び図14に示される、一般的な自
動旋盤と同様の構成であり、その説明については省略す
る。ここで、工具101と工具102との関係におい
て、工具102が各請求項における第1工具を構成し、
工具101が第2工具を構成している。また、工具10
1と工具103との関係において、工具101が各請求
項における第1工具を構成し、工具103が第2工具を
構成している。
【0030】この自動旋盤の制御装置1は、数値制御部
NC1を含んでおり、所定の言語で表現される加工プロ
グラムを入力する入力装置11、入力装置11から加工
プログラムを読み込んで数値化する読み込み部12、加
工プログラムを数値化された状態、及び実行順にタイミ
ングテーブル状に記憶しておくための記憶手段としての
加工プログラム記憶部14を有する。上述した加工プロ
グラムには、工具102による加工工程を指令するため
のプログラムと、工具102による加工工程に連続して
実施される工具101による加工工程を指令するための
プログラムと、工具101による加工工程に連続して実
施される工具103による加工工程を指令するためのプ
ログラムと、が含まれている。
【0031】加工プログラム記憶部14におけるタイミ
ングテーブル状の記憶形態は、図16に示された従来の
ものと同様である。すなわち、加工プログラム記憶部1
4においては、工具101に関して、時間で示されるタ
イミングt0の時点で退避位置P0にあり、タイミングt
1の時点で加工動作開始位置P1にあり、タイミングT1
の時点まで加工動作開始位置P1に維持され、タイミン
グT2の時点で加工領域D内の位置P2にあることが記憶
されている。
【0032】読み込み部12には、干渉判定部13が接
続されており、この干渉判定部13は、入力された加工
プログラムが適性か否かを判断し、更に、加工プログラ
ムにしたがって加工を進めても自動旋盤の機構の各可動
部に干渉が生じないか否を判定する。干渉判定部13に
おける判定結果は、入力装置11にフィードバックされ
る。なお、加工プログラム記憶部14には、干渉判定部
13による干渉判定がなされ、干渉が生じないと判断さ
れた加工プログラムに関するデータが確定され、記憶さ
れる。
【0033】加工プログラム記憶部14からは、記憶さ
れている加工プログラムに記載されていた工具101,
102,103の位置データや、被加工物100の回転
データ、移動データなどが、プログラムの進行順にした
がって指令発生部15に送出される。
【0034】また、加工プログラム記憶部14から、記
憶されている加工プログラムに記載されていた工具10
1,102,103の位置データや、被加工物100の
回転データ、移動データなどの各種データが一旦、編集
部21に送出される。編集部21では、これらの各種デ
ータを移動データ編集部22によって編集し直し、たと
えば図2に示すようなタイミングテーブルに変換し、記
憶する。ここで、編集部21は、各請求項における編集
手段を構成している。
【0035】移動データ編集部22においては、たとえ
ば工具101に関して、時間で示されるタイミングT0
の時点で退避位置P0にあり、タイミングT1の時点で加
工動作開始位置P1にあり、タイミングT2の時点で加工
領域D内の位置P2にあることが記憶される。編集部2
1は、移動データ編集部22において記憶されたこれら
のデータを、加工に関わるタイミングT0,T1,T2
…の進行順にしたがって指令発生部15に送出できるよ
うに指令発生部15に接続されている。
【0036】ところで、近接して配置されている工具1
01、工具103、工具ホルダー104、工具ホルダー
106は、被加工物100方向に移動するときに、加工
領域Dに達するまでに、あるいは、加工領域D内におい
て干渉する場合がある。すなわち、工具101は、退避
位置P0から加工動作開始位置P1に移動する工程で、あ
るいは、更に加工動作開始位置P1から加工領域D内に
進んだ状態で、工具ホルダー106に干渉する場合が考
えられる。また、工具ホルダー104は、退避位置P0
から加工動作開始位置P1に移動する工程で、あるい
は、更に加工動作開始位置P1から加工領域D内に進ん
だ状態で、工具ホルダー106に干渉する場合も考えら
れる。
【0037】このため、編集部21は、干渉チェック部
23を有している。この干渉チェック部23は、移動デ
ータ編集部22にて編集した図2に示すようなタイミン
グテーブルにしたがって加工を進めた場合に、自動旋盤
の機構の各可動部に干渉が生じるか否かを判定する。干
渉チェック部23における判定結果は、移動データ編集
部22にフィードバックされる。なお、移動データ編集
部22にて記憶されるデータは、干渉チェック部23に
よる干渉判定がなされ、干渉が生じないと判断されたデ
ータが記憶される。
【0038】指令発生部15は、加工プログラム記憶部
14及び編集部21から送られてきた、工具101,1
02,103の位置データや、被加工物100の回転デ
ータ、移動データなどを、対象となるモータの制御信号
に変換する。また、指令発生部15は、実際の駆動タイ
ミングを指定する基準タイミング発生部116からの基
準タイミング信号を受け、基準タイミング信号の進行に
合わせて制御信号を制御回路117に送出する。制御信
号は、たとえば、所定のモータの駆動パルス信号などで
ある。
【0039】制御回路117は、フィードバック信号を
主軸回転モータ119から受け取ると共に、入力された
駆動パルス信号などの制御信号に対するズレを補正する
ように働き、駆動回路118へ駆動信号を出力する。主
軸回転モータ119は被加工物100の回転駆動を行
う。なお、図示を省略しているが、被加工物100のB
方向への移動を行う主軸移動モータ120、工具101
の進退を制御する第1工具移動モータ121、工具10
2の進退を制御する第2工具移動モータ122、工具1
03の進退を制御する第3工具移動モータ123から各
種のフィードバック信号を出力させ、制御回路117、
あるいは、駆動回路118などへ入力させることは任意
に行うことができる。
【0040】駆動回路118は、主軸回転モータ11
9、主軸移動モータ120、第1工具移動モータ12
1、第2工具移動モータ122、第3工具移動モータ1
23への励磁電流を制御するなどして、実際に各モータ
119,120,121,122,123の駆動を行
う。
【0041】次に、移動データ編集部22にて実行され
る移動開始タイミングの算出処理動作について、図3に
基づいて説明する。
【0042】まず、S101にて、新しく選択された工
具(たとえば、工具101)の現在位置P0と加工動作
開始位置P1の入力を行う。続くS103では、工具の
加工用移動速度の指定値Vの入力を行う。ここで、工具
の加工用移動速度の指定値Vは、加工プログラムにて指
令された加工動作開始位置からの工具の加工用移動速度
である。
【0043】新しく選択された工具の現在位置P0、加
工動作開始位置P1、及び、工具の加工用移動速度の指
定値Vの入力が終わると、S105に進み、下記の
(1)式に基づいて、現在位置P0から加工動作開始位
置P1までの工具の移動所要時間Tを求める。 T=(P0−P1)/V ……… (1)
【0044】工具の移動所要時間Tが求まると、S10
7に進み、下記の(2)式に基づいて、移動開始タイミ
ングとして、基準タイミング上における工具の移動開始
時刻T0を算出する。 T0=T1−T ……… (2) ここで、T1は、基準タイミング上における工具の加工
開始時刻、すなわち、加工プログラムにて指令された、
工具が加工動作開始位置P1から加工領域D内に移動開
始する時刻である。このように算出された移動開始時刻
0は、移動データ編集部22にてタイミングテーブル
(図2参照)に記憶されることになる。
【0045】図4は、移動データ編集部22におけるタ
イミングテーブルに記憶されたデータの内容と、加工プ
ログラム記憶部14におけるタイミングテーブルに記憶
されたデータの内容とを、タイムチャートにして示した
線図である。横軸は、時間軸であり、基準タイミング時
刻を示し、縦軸は、工具101の位置を示している。ま
た、移動データ編集部22におけるタイミングテーブル
に記憶されたデータの内容は実線で表し、加工プログラ
ム記憶部14におけるタイミングテーブルに記憶された
データの内容は破線で表している。
【0046】このタイムチャートから明らかなように、
実線で示される工具101の軌跡は、タイミングT0
1、T2に渡って、直線状である。すなわち、タイミン
グT0〜T1の早送り領域の移動速度とタイミングT1
2の加工領域Dの移動速度とは同じ値であり、このよ
うになるように、上述した移動開始タイミングの算出処
理動作にしたがってタイミングT0が決められる。一
方、破線で示される工具101の軌跡では、タイミング
0より遅い時刻となるタイミングt0からスタートし
て、タイミングt1で一旦停止、すなわち、早送り速度
で移動して停止した後、タイミングT1の到来まで待機
し、その後は、加工のために実線と同じ軌跡を通る。
【0047】次に、図5〜図12に基づいて、本実施形
態の自動旋盤による、加工工程の一例を説明する。
【0048】まず、図5は、被加工物100から形成品
107を工具102で切り離している「突っ切り加工工
程」を示している。工具102は、2点鎖線に示す加工
動作開始位置から所定の加工速度で矢印F1方向に進行
する。工具101は、退避位置P0(図13又は図14
参照)にある。そして、図6に示されるように、工具1
02が矢印F2方向に進行し、形成品107の切り離し
が完成する。工具102が矢印F2方向に進行する間
に、工具101は、既に退避位置から矢印E1方向に進
行している。移動開始タイミングT0は、上述した移動
開始タイミングの算出処理動作によって算出される。進
行(移動)速度は、工具101の加工用移動速度とされ
ている。
【0049】次に、図7は、次の加工工程を実施するた
めの初期位置出しを行ったところを示している。次の加
工工程に関わる工具101は、加工領域D内における工
具101の加工用移動速度V1で矢印E2方向に進行し
て、加工領域Dの開始端P1(図13又は図14参照)
に達する。これと同時に、被加工物100は矢印B1
向に進行して加工領域Dの開始端に位置する。なお、工
具102は、矢印F3方向に進行継続している。
【0050】次に、図8は、工具101による「荒加工
工程」の開始直前状態を示している。工具101は、工
具101の加工用移動速度V1で矢印E3方向に進行継続
して、実際の加工動作の開始直前位置に達する。これと
同時に、被加工物100は、矢印B2方向に進行して実
際の加工動作の開始直前位置に達する。工具102は、
加工領域Dの開始端に達している。図9は、工具101
による「荒加工工程」の終了状態を示している。被加工
物100は、矢印B3方向に進行して実際の加工動作の
終了位置に達する。この間、工具101は、矢印E4
向に加工プログラムにしたがって時間経過と共に進行す
る。工具102は、加工領域Dの開始端に位置したまま
である。
【0051】次に、図10は、次の工具103による
「仕上げ加工工程」を実施するための初期位置出しを行
ったところを示している。工具103は、加工領域D内
における工具103の加工用移動速度V2で矢印G1方向
に進行して、加工領域Dの開始端に達する。これと同時
に、被加工物100は、矢印B4方向に進行して実際の
加工動作の開始直前位置に達する。工具101は、工具
101の加工用移動速度V1で矢印E5方向に戻る。
【0052】次に、図11は、工具103による「仕上
げ加工工程」の開始直前状態を示している。工具103
は、工具103の加工用移動速度V2で矢印G2方向に進
行継続して、実際の加工動作の開始直前位置に達する。
これと同時に、被加工物100は、矢印B5方向に進行
して実際の加工動作の開始直前位置に達する。
【0053】最後に、図12は、工具103による「仕
上げ加工工程」の終了状態を示している。被加工物10
0は、矢印B6方向に進行して実際の加工動作の終了位
置に達する。この間、工具103は、矢印G3方向に加
工プログラムにしたがって時間経過と共に進行する。工
具102は、加工領域の終了端に位置した状態(図9で
示された状態)で、そのまま待機させられている。この
後、工具103は、工具101との干渉を避けるため、
最も退いた退避位置へ戻ると共に、図5で示された、工
具102による「突っ切り加工工程」に戻ることが可能
となる。
【0054】なお、図5においては、工具102が2点
鎖線で示す加工開始位置にあるところから説明した。こ
れは、図14に示されるように、工具102が他の工具
101,103から離れている位置にあり、工具102
が2点鎖線で示す加工開始位置にあっても干渉する恐れ
がないためである。このような配置がとれない場合に
は、工具102を最も退いた位置からスタートさせなけ
ればならない。この場合では、工具102の移動開始タ
イミングは、他の工具101,103と同様に、移動を
開始してから工具102の突っ切り加工の完了時刻にあ
わせて突っ切り加工用の移動速度で移動が完了するよう
に算出される。なお、工具102の移動開始タイミング
は、図3に示す算出処理動作により求めることができ、
工具102の移動速度は、加工プログラムで指令されて
いる工具102による突っ切り加工用の移動速度とな
る。
【0055】このようにして求められた工具102の移
動開始タイミングを基にして工具102を移動させた際
に、他の工具101,103と干渉する恐れがある場合
には、このような移動開始タイミングの補正を行うこと
ができない。したがって、この場合には、加工プログラ
ムで指令されている移動開始タイミングで移動するか、
求められた移動開始タイミングと加工プログラムで指令
されている移動開始タイミングとの間にあって干渉しな
い適切なタイミングを再設定することが考えられる。
【0056】また、本実施形態では、加工動作開始位置
を一律に被加工物100の外径より大きい加工領域Dの
位置としたが、これに限られることなく、各工具10
1,102,103それぞれに、工具や形成品107の
大きさに合わせて設定してもよい。
【0057】このように、本実施形態においては、編集
部21(移動データ編集部22)により、連続する二つ
の加工工程の間において、後に実施される加工工程にて
選択される工具101,103を加工動作開始位置に移
動、到達させる際に、この工具101,103の移動速
度が加工プログラムで予め指令された速度よりも遅くさ
れた所定の速度に変更されることになる。これにより、
従来の技術において工具101,103の早送りにより
生じていた、工具移動機構の早送り動作で使用する部分
での摩耗が低減され、また、加工動作開始位置近傍での
早送り動作から加工動作に切り換わる際の工具101,
103の残留振動が低減され、加工動作開始位置近傍で
の工具101,103の動作が安定し、被加工物100
の加工精度の低下を抑制することができる。
【0058】編集部21(移動データ編集部22)で
は、後に実施される加工工程にて選択される工具10
1,103が、対応する加工動作開始位置に加工プログ
ラムによって予め指令された加工動作タイミングにて到
達すると共に、加工プログラムによって予め指令された
速度よりも遅くされた所定の速度で到達するように、工
具101,103の移動開始タイミングを求めるので、
被加工物100を所望の形状に加工するのに必要とする
加工時間の増加が抑制される。
【0059】特に、本実施形態においては、連続する二
つの加工工程に関して、先の加工工程(たとえば、工具
102による加工工程)が完了する前に、後の加工工程
(たとえば、工具101による加工工程)を開始する、
すなわち先の加工工程にて選択される工具(たとえば、
工具102)が加工領域Dから後退したときに、後の加
工工程にて選択される工具(たとえば、工具101)が
その退避位置から移動を開始するので、被加工物100
を所望の形状に加工するのに必要とする総加工時間を短
縮することができる。
【0060】また、編集部21(移動データ編集部2
2)にて確定される所定の速度は、加工プログラムにて
指令された加工動作開始位置からの工具101,103
の加工用移動速度であることにより、工具101,10
3の加工動作開始位置までの移動速度を簡易且つ容易に
求めることができる。また、工具101,103は加工
用移動速度にて加工動作開始位置に進入してそのまま加
工工程を実施するので、工具101,103の動作がよ
り一層安定することになり、加工精度を更に向上するこ
とができる。
【0061】また、干渉チェック部23が、移動データ
編集部22にて編集した図2に示すようなタイミングテ
ーブルにしたがって加工を進めた場合に、自動旋盤の機
構の各可動部に干渉が生じるか否かを判定し、干渉が生
じないと判断されたデータが確定されて移動データ編集
部22にて記憶されので、工具101,103が被加工
物100及び工具102と干渉するのを確実に防ぐこと
ができる。
【0062】また、加工前に、工具101,103を加
工用の移動速度で移動させて位置決めするとき、その位
置決めタイミングと同時に被加工物100の位置決めが
行われるように被加工物100の移動速度を補正可能な
らば、高速で被加工物100を移動させて、工具10
1,103の到達まで被加工物100を待機させておく
というような不必要な動作が解消され、被加工物100
の移動用駆動源の負荷を削減させることも可能となる。
【0063】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではなく、上述した「突っ切り加工工程」、「荒加
工工程」、「仕上げ加工工程」以外の加工工程を実施す
る場合においても本発明は適用可能である。
【0064】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、被加工物の加工時間を増やすことなく、被加工
物の加工精度の低下を抑制することが可能な自動旋盤の
制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に
含まれる、移動データ編集部でのタイミングテーブルの
構成を説明するための図表である。
【図3】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に
含まれる、移動データ編集部ににて実行される移動開始
タイミングの算出処理動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図4】図2に示されたタイミングテーブルに記憶され
たデータの内容を、タイムチャートにして示した線図で
ある。
【図5】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に
よる、加工工程の一例を説明する図である。
【図6】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に
よる、加工工程の一例を説明する図である。
【図7】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に
よる、加工工程の一例を説明する図である。
【図8】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に
よる、加工工程の一例を説明する図である。
【図9】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置に
よる、加工工程の一例を説明する図である。
【図10】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置
による、加工工程の一例を説明する図である。
【図11】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置
による、加工工程の一例を説明する図である。
【図12】本発明の実施形態に係る自動旋盤の制御装置
による、加工工程の一例を説明する図である。
【図13】一般的な自動旋盤の一部を示す概念図であ
る。
【図14】一般的な自動旋盤の一部を示す概念図であ
る。
【図15】従来の自動旋盤の制御装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図16】従来の自動旋盤の制御装置に含まれる、加工
プログラム記憶部でのタイミングテーブルの構成を説明
するための図表である。
【図17】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程
の一例を説明する図である。
【図18】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程
の一例を説明する図である。
【図19】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程
の一例を説明する図である。
【図20】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程
の一例を説明する図である。
【図21】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程
の一例を説明する図である。
【図22】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程
の一例を説明する図である。
【図23】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程
の一例を説明する図である。
【図24】従来の自動旋盤の制御装置による、加工工程
の一例を説明する図である。
【符号の説明】
1,110…制御装置、14,114…加工プログラム
記憶部、21…編集部、22…移動データ編集部、23
…干渉チェック部、100…被加工物、101,10
2,103…工具、107…形成品、L…自動旋盤、N
1,NC…数値制御部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加工プログラムに基づいて、複数の工具
    の中から1つの工具を順次選択して被加工物を所望の形
    状に加工するための自動旋盤の制御装置であって、 前記加工プログラムを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された前記加工プログラムに基づい
    て、前記工具の移動データを編集する編集手段と、 前記編集手段によって編集された前記移動データに基づ
    いて、前記工具の移動動作を制御する制御手段と、を備
    え、 前記加工プログラムは、少なくとも第1工具による第1
    加工工程を指令するためのプログラムと、前記第1加工
    工程に連続して実施される第2工具による第2加工工程
    を指令するためのプログラムとを含んでおり、 前記編集手段は、前記第1加工工程の終了後に前記被加
    工物と前記第2工具とを前記第2加工工程における夫々
    の加工動作開始位置に到達させるときに、少なくとも前
    記第2工具が、対応する前記加工動作開始位置に前記加
    工プログラムによって予め指令された加工動作タイミン
    グにて到達すると共に、前記加工プログラムによって予
    め指令された速度よりも遅くされた所定の速度で到達す
    るように、前記第2工具の移動開始タイミングを求め
    て、前記移動開始タイミングと前記所定の速度とを前記
    移動データとして確定することを特徴とする自動旋盤の
    制御装置。
  2. 【請求項2】 前記編集手段にて確定される前記所定の
    速度は、前記加工プログラムにより指令される前記第2
    加工工程における前記加工動作開始位置からの前記第2
    工具の加工用移動速度であることを特徴とする請求項1
    に記載の自動旋盤の制御装置。
  3. 【請求項3】 前記編集手段は、前記第2工具を前記移
    動開始タイミングにて移動開始させてから対応する前記
    加工動作開始位置に到達させるまでの間に、前記前記第
    2工具が前記被加工物及び前記第1工具と干渉するか否
    かを判断し、干渉しないと判断した場合には前記移動開
    始タイミングと前記所定の速度とを前記移動データとし
    て確定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記
    載の自動旋盤の制御装置。
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